- Sử dụng liên hệ: v– dương âm, x dương nhọn và ngược lại (xem chứng minh ở bổ đề phía dưới)
2. BÀI TẬP ÁP DỤNG Kích thích
điều tốt nên đón nhận.
2. BÀI TẬP ÁP DỤNG Kích thích Kích thích
Bài 19. Một vật dao động điều hoà với chu kì 2s, khi vật ở li độ x= 3cm thì có vận tốc bằng không. Chọn mốc thời gian khi vật qua li độ x = -1,52cm theo chiều dương
a. Viết phương trình dao động b. Tính gia tốc của vật khi vận tốc bằng 1,5 cm/s
ĐS: 15 3cm
Giải
a. = 2/T = rad/s
Hình 4.3 Hình 4.2
26 Ta có: 𝑥 = 3𝑐𝑚
𝑣 = 0 A = 3cm
Tại thời điểm t = 0 ta có x = 1,52cm, v > 0 dao động được biểu diễn như hình 4.3 Khi đó có thể tính theo một trong những cách sau đây:
C1: Áp dụng công thức: cos = x/A = −1,5 2
3 = − 2
2 nhận 2 giá trị 3/4. Nhưng khi đó vật đi theo chiều dương. Mà v dương âm = -3/4 rad
C2: ta thấy x = −𝐴 2
2 trường hợp này thuộc đường tròn năng lượng thứ nhất, đối chiếu với quy tắc: v dương âm; x dương nhọn ta được = -3/4 rad
C3: Đây là cách có tốc độ xử lí nhanh nhất, nếu thuần thục, việc xác định chỉ tốn thời gian không quá 3s. Tuy nhiên cách này cần có sự chỉ dạy trực tiếp, các bạn tự nghiên cứu hoặc theo dõi các bài giảng của thầy Vũ Duy Phương trên trang web luyện thi: http://hoatuphysics.com
Vậy phương trình dao động là: ĐS: x = 3cos(t -3/4)cm b. Hướng dẫn: Có thể dùng phương trình độc lập để tính a: ( 𝑎
𝜔2.𝐴)2 + ( 𝑣
𝜔𝐴)2 = 1
Chú ý.
- Khi vật có vận tốc bằng không chứng tỏ vật ở biên khi đó x = A
- Khi t = 0 trạng thái biểu diễn của dao động ứng với pha là . Nhưng nếu t 0 thì phải biểu diễn dao động ở góc t = t + . Khi đó ta có thể dựa vào dữ
kiện trạng thái (x, v, a, F…)ở thời điểm t để tìm ngược lại (xem dạng 6)
Các bài 20 – 23 các em làm tương tự và thông thường khi làm bài toán viết phương trình dao động ta thường tính trước, đây là đại lượng dễ nhất. Sau đó tính biên độ A, để tính A trong các bài này ta xem hệ được kích thích bằng hình thức nào và áp dụng công thức tương ứng, sau đó vận dụng 1 trong 3 cách đã nêu trên để tính
Bài 20. Một con lắc lò xo có vật nặng 100g, gắn vào lò xo có độ cứng K = 100N/m. Khi vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng người ta truyền cho vật một vận tốc 40cm/s dọc trục lò xo theo chiều dương. Chọn chiều dương của hệ quy chiếu từ trái sang phải mốc thời gian khi truyền vận tốc, bỏ qua ma sát.
a. Viết phương trình dao động Đs: x= 4cos(10t – /2)cm b. Tính vận tốc, động năng ở thời điểm t = 1/40s ( 0,45m/s; 0,04J) c. Tính vận tốc, gia tốc, động năng khi x = 2cm (0,23m/s; -20m/s2;0,06J)
Bài 21.Cho cơ hệ như bài trên người ta kéo vật đến li độ x= 2 2cm rồi truyền cho vận tốc v = + 202cm/s theo chiều dương. Chọn mốc thời gian lúc truyền vận tốc
a. Viết phương trình dao động ĐS: : x = 4cos(10t - /4) cm